DE3836813C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft sich eine Vorrichtung zum Prü fen von Leckströmen an Eingangsstiften eines elektrischen PrüflingsThe invention relates to a device for testing leakage currents at input pins electrical device under test
Beim Prüfen einer elektronischen Einrichtung werden häu fig die Leckströme der Eingangsstifte zur Einrichtung ge messen, um festzustellen, ob die Ströme innerhalb vorge gebener Grenzen liegen.When testing an electronic device, it becomes common fig the leakage currents of the input pins to the device measure to determine if the currents within pre given limits.
Es ist bekannt, zum Prüfen von Leckströmen eine einzige Präzisions-Strommeßschaltung für die Messung an allen An schlußstiften zu verwenden. Die Meßschaltung wird mit ei nem Stift verbunden, und die Messungen werden durchgeführt. Anschließend wird die Meßschaltung vom betreffenden Stift abgetrennt und mit dem nächsten zu prüfenden Stift ver bunden. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Anschluß stifte an der Schaltungsplatte geprüft sind.It is known to test a single leak current Precision current measurement circuit for measurement on all types to use locking pins. The measuring circuit is with ei connected to a pin and the measurements are taken. Then the measuring circuit from the relevant pin separated and ver with the next pin to be checked bound. This process is repeated until all connection pins on the circuit board are checked.
Bei einer anderen bekannten Methode zum Prüfen von Eingangs- Leckströmen wird für jeden Stift jeweils ein Präzi sions-Strommeßschaltung verwendet. Another known method of checking input Leakage currents become a precision for each pin sions current measuring circuit used.
Die Verwendung von sogenannten Leckstrommetern zum Messen von Leckströmen an Bauteilen mit drei und vier Anschlüßen ist all gemein bekannt und wird beispielsweise in der Zeitschrift "Messen und Prüfen", Februar 1970, Seite 94 oder in der Zeit schrift "Elektronik", Heft 17/1983, Seite 66 beschrieben. Dabei geht es jedoch ausschließlich um die Leckstrom-Messung an ein zelnen diskreten Bauteilen.The use of so-called leakage current meters for measuring Leakage currents on components with three and four connections are all Commonly known and is for example in the magazine "Measure and test", February 1970, page 94 or in time "Electronics", issue 17/1983, page 66. Here however, it is all about leakage current measurement individual discrete components.
Wie bereits oben erwähnt, erfolgte die Messung der Leckströme einer umfangsreicheren elektronischen Einrichtung, die allgemein als "Prüfling" bezeichnet wird, mit einer größeren Anzahl von Eingangsanschlüssen bzw. Eingangsstiften bisher unter Verwendung einer einzigen Präzisions-Strommeßschaltung, indem die Meß schaltung mit einem Stift verbunden, die Messung durchgeführt und anschließend die Meßschaltung von dem betreffenden Stift getrennt und mit dem nächsten zu prüfenden Stift verbunden wird, wobei dieser Vorgang solange wiederholt wird, bis alle Anschlußstifte des Prüflings durchgeprüft sind. Dieses Verfah ren ist aufwendig und zeitraubend und hat darüber hinaus den Nachteil, daß sich innerhalb der verhältnismäßig langen Meß zeitspanne unter Umständen einzelne Bedingungen verändern können, sodaß die Genauigkeit der Prüfung in Frage gestellt ist.As already mentioned above, the leakage currents were measured a more extensive electronic device, the general is referred to as a "candidate" with a larger number of Input connections or input pins previously used a single precision current measuring circuit by the measuring circuit connected with a pin, the measurement performed and then the measuring circuit from the pen in question disconnected and connected to the next pin to be checked this process is repeated until all Connection pins of the device under test are checked. This procedure ren is complex and time-consuming and also has the Disadvantage that within the relatively long measurement period under certain circumstances change individual conditions can, so the accuracy of the test is questioned is.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor richtung zum Prüfen von Leckströmen an Eingangsstiften eines elektronischen Prüflings zu schaffen, mit der die Leckstrom prüfung in kurzer Zeit und mit großer Genauigkeit durchgeführt werden kann.The object of the present invention is therefore a pre direction for testing leakage currents at input pins of a to create electronic device under test with which the leakage current test carried out in a short time and with great accuracy can be.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a device with the in claim 1 specified features solved.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß alle Eingangsstifte gleichzeitig mit den ihnen zugeordneten Strommeßschaltungen verbunden sind und somit die Messung prak tisch unter gleichen Bedingungen erfolgt. Durch die Verwendung eines Multiplexers zum Anschließen der verschiedenen Strommeß schaltungen erlaubt die Verwendung eines einzigen A/D-Wandlers, so daß der betriebene Aufwand verhältnismäßig gering ist.An advantage of the device according to the invention is that that all input pins simultaneously with those assigned to them Current measuring circuits are connected and thus the measurement is practical table under the same conditions. By using it a multiplexer for connecting the different current measurement circuits allows the use of a single A / D converter, so that the effort involved is relatively low.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims described.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird für die Eingangsstifte einer zu prüfenden Einrichtung eine Mehrzahl von Strommeßschaltungen vorgesehen, und die ana logen Ausgangssignale dieser Strommeßschaltungen werden über einen Multiplexer selektiv auf einen einzigen Ana log/Digital-Wandler (A/D-Wandler) gegeben, wodurch es möglich ist, die Leckströme der Eingangsstifte schnell und genau unter Verwendung eines einzigen A/D-Wandlers zu messen. In bevorzugten Ausführungsformen kann für jeden Stift eine gesonderte Strommeßschaltung verwendet werden; es kann ein Ergebnisspeicher zur Speicherung der digitalen Ausgangssignale vorgesehen sein; Speicher und Multiplexer können durch einen Zähler synchronisiert werden; jede Strommeßschaltung kann einen Operationsverstärker und einen Kondensator zwischen einem Eingang und einem Aus gang des Operationsverstärkers enthalten; die Strommeß schaltung kann den Leckstrom über eine Zeitperiode inte grieren, die einem ganzzahligen Vielfachen der vorherr schenden Hintergrund-Netzfrequenz entspricht.According to one aspect of the present invention, for the input pins of a device under test one A plurality of current measuring circuits are provided, and the ana Lied output signals of these current measuring circuits selectively to a single Ana via a multiplexer given log / digital converter (A / D converter), making it is possible, the leakage currents of the input pins quickly and exactly using a single A / D converter to eat. In preferred embodiments, for everyone Pin a separate current measuring circuit can be used; there can be a result memory for storing the digital Output signals may be provided; Memory and multiplexer can be synchronized by a counter; each Current measuring circuit can be an operational amplifier and a capacitor between an input and an off gang of the operational amplifier included; the current measurement circuit can integrate the leakage current over a period of time freeze, which is an integer multiple of the prev current background frequency.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Viel zahl von Strommeßschaltungen verwendet, ferner ein Multi plexer, der an seinem Ausgang selektiv eine der Ausgangs größen der Strommeßschaltungen liefert, ferner ein Grenz wertspeicher, der einen Grenzwert für jeden Eingangsstift speichert, und eine Vergleichsschaltung, um jeden Multi plexerausgang, der den Leckstrom eines Stiftes anzeigt, mit dem jeweiligen Grenzwert für den betreffenden Stift zu vergleichen. In bevorzugten Ausführungsformen kann ein Gut/Schlecht-Speicher zur Speicherung der Gut/Schlecht- Information vorgesehen sein, sowie ein Maskenspeicher, um zu verhindern, daß Fehleranzeigen für diejenigen Strom meßschaltungen geliefert werden, die nicht mit Eingangs stiften verbunden sind.According to another aspect of the invention, a lot Number of current measuring circuits used, also a multi plexer, which at its output selectively one of the output sizes of the current measuring circuits, also a limit value memory, which is a limit for each input pin stores, and a comparison circuit to each multi plexer output, which indicates the leakage current of a pin, with the respective limit for the pen in question to compare. In preferred embodiments, a Good / bad memory for storing the good / bad Information can be provided, as well as a mask memory in order to prevent error displays for those electricity measuring circuits are supplied that are not with input are connected.
Gemäß einem wiederum anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vielzahl von Strommeßschaltungen und eine Vielzahl von Digital/Analog-Wandlern verwendet, um selektiv jeweils gewünschte Eingangssignale an die Stifte zu legen.According to yet another aspect of the invention a variety of current measuring circuits and a variety used by digital to analog converters to be selective to apply the desired input signals to the pins.
Gemäß einem wiederum anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vielzahl von Meßschaltungen verwendet, ferner ein Multiplexer, der an seinem Ausgang selektiv jeweils eine der Ausgangsgrößen der Strommeßschaltungen liefert, ferner ein Korrekturspeicher zur Speicherung eines Korrekturwer tes für jede Strommeßschaltung und eine Einrichtung zum Korrigieren des Multiplexer-Ausgangssignals auf der Grund lage des jeweiligen Korrekturwertes. In vorteilhaften Aus führungsformen werden sowohl Offset-Korrekturwerte als auch Verstärkungs-Korrekturwerte vorgesehen, die in einem Offset- bzw. einem Verstärkungs-Speicher gespeichert werden.According to yet another aspect of the invention a variety of measuring circuits used, also a Multiplexer, which selectively has one at its output of the output quantities of the current measuring circuits, furthermore a correction memory for storing a correction value tes for each current measuring circuit and a device for Correct the multiplexer output signal on the ground position of the respective correction value. In advantageous out are both offset correction values and Gain correction values are also provided which are in a Offset or a gain memory can be saved.
In der nachstehenden Beschreibung wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Im einzelnen zeigtIn the description below is a preferred embodiment of the invention with reference to Drawings explained. In detail shows
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Leckstrom-Prüfvor richtung gemäß der Erfindung; Fig. 1 is a block diagram of a leakage test device according to the invention;
Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild einer Strommeß schaltung der Vorrichtung nach Fig. 1. Fig. 2 is a simplified circuit diagram of a current sensing circuit of the device of FIG. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Leckstrom-Prüfvorrichtung 10 dient zur Untersuchung von Leckströmen einer zu prüfenden Einrichtung 20, die im folgenden kurz als "Prüfling" be zeichnet wird. Eine Vielzahl von Strommeßschaltungen 24 ist über Anschlußkontakte 22 mit Eingangsanschlüssen ("Eingangsstiften") des Prüflings 20 verbunden. Die Analog ausgänge der Strommeßschaltungen 24 sind mit einem 256 : 1 Analogmultiplexer 26 vebunden, dessen Ausgangssignal nach Hinzuaddierung von Vestärkungs- und Offset-Korrekturwer ten in einer Summierschaltung 28 und nach Abfrage in einer Abfrage- und Halteschaltung 47 auf einen Analog/Digital- Wandler (A/D-Wandler) 48 gegeben werden, der 12-Bit- Digitalwerte liefert.The leakage current test device 10 shown in Fig. 1 is used to investigate leakage currents of a device 20 to be tested, which is referred to below as "test object" be. A multiplicity of current measuring circuits 24 are connected via connection contacts 22 to input connections (“input pins”) of the test specimen 20 . The analog outputs of the current measuring circuits 24 are connected to a 256: 1 analog multiplexer 26 , the output signal of which after adding amplification and offset correction values in a summing circuit 28 and after being queried in a query and hold circuit 47 to an analog / digital converter ( A / D converter) 48 can be given, which provides 12-bit digital values.
Das analoge Ausgangssignal des Multiplexers 26 wird so wohl in die analoge Summierschaltung 28 als auch in eine Verstärkungs-Korrekturschaltung 30 gegeben. Die Verstär kungs-Korrekturschaltung 30 empfängt außerdem einen digi talen Korrekturwert vom Ausgang eines "Verstärkungs"- Speichers 32. An die Summierschaltung 28 werden analoge Korrekturwerte sowohl von der Verstärkungs-Korrekturschal tung 30 als auch von einem Digital/Analog-Wandler (D/A- Wandler) 31 gelegt, der an seinem Eingang einen digitalen Offset-Korrekturwert vom Ausgang eines "Offset"-Speichers 34 empfängt.The analog output signal of the multiplexer 26 is thus given to the analog summing circuit 28 as well as to a gain correction circuit 30 . The gain correction circuit 30 also receives a digital correction value from the output of a "gain" memory 32 . Analog correction values are applied to the summing circuit 28 both by the amplification correction circuit 30 and by a digital / analog converter (D / A converter) 31 , which has a digital offset correction value at its input from the output of an "offset". Memory 34 receives.
Neben dem Verstärkungsspeicher 32 und dem Offsetspeicher 34 sind ferner ein Grenzwertspeicher 36 für einen oberen und einen unteren Grenzwert, ein sogenannter Maskenspei cher 38, ein Gut/Schlecht-Speicher 40 und ein Ergebnis speicher 42 vorgesehen. Bei allen vorstehend erwähnten Speichern handelt es sich um Speicher mit wahlfreiem Zu griff (Randomspeicher oder abgekürzt RAM), die durch das digitale Ausgangssignal eines Zustandszählers 46 über eine Adressenschiene 45 adressiert werden. Ein Demultiplexer 44 und der Multiplexer 26 werden über jeweils zugeordnete Adressenschienen 43 bzw. 47 adressiert, die mit dem Zu standszähler 46 verbunden sind. Der Zustandszähler 46 wird durch einen programmierbaren Frequenzgeber 50 ge taktet. Die Abfrage- und Halteschaltung 47, deren Aus gangsgröße den A/D-Wandler 48 beaufschlagt, wird durch weitere Ausgangssignale des Zustandszählers 46 getaktet. Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 48, das den Betrag des betreffenden Lenkstroms anzeigt, wird an eine Ver gleichslogikschaltung 52 (zum Vergleich mit vorbestimmten Grenzwerten) und in den Ergebnisspeicher 42 (zur Speiche rung und späteren Auslesung) gegeben. Der Verstärkungs speicher 32, der Offsetspeicher 34, der Grenzwertespei cher 36, der Maskenspeicher 38, der Gut/Schlecht-Speicher 40, der Ergebnisspeicher 42, der programmierbare Frequenz geber 50 und ein die Zurückweisung des Prüflings signa lisierendes Flipflop 51 sind alle mit der Datenschiene 54 verbunden.In addition to the gain memory 32 and the offset memory 34 , a limit value memory 36 for an upper and a lower limit value, a so-called mask memory 38 , a good / bad memory 40 and a result memory 42 are also provided. All of the above-mentioned memories are random access memories (random memories or abbreviated RAM), which are addressed by the digital output signal of a status counter 46 via an address rail 45 . A demultiplexer 44 and the multiplexer 26 are addressed via respectively assigned address rails 43 and 47 , which are connected to the status counter 46 . The status counter 46 is clocked by a programmable frequency generator 50 . The query and hold circuit 47 , the output variable of which acts on the A / D converter 48 , is clocked by further output signals of the state counter 46 . The output signal of the A / D converter 48 , which indicates the amount of the steering current in question, is sent to a comparison logic circuit 52 (for comparison with predetermined limit values) and in the result memory 42 (for storage and later readout). The gain memory 32 , the offset memory 34 , the limit value memory 36 , the mask memory 38 , the good / bad memory 40 , the result memory 42 , the programmable frequency transmitter 50 and a rejection of the device under test signaling flip-flop 51 are all with the data rail 54 connected.
Wie in der Fig. 2 dargestellt, enthält die Strommeßschal tung 24 einen Kondensator 25 und einen Schalter 72, die parallel zueinander zwischen den Ausgang eines Operations verstärkers 27 und den invertierenden Eingang dieses Ver stärkers geschaltet sind. In Reihe mit dem Schalter 72 liegt ein Widerstand 73. Der mit einem Eingangsstift des Prüflings 20 verbundene Kontakt 22 ist über eine Leitung 60 mit einem Anschluß 61 einer Umschalteinrichtung 62 ver bunden, die in der Fig. 2 schematisch als Dreiwegschalter dargestellt ist. Ein Anschluß 63 des Schalters 62 ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 27 verbunden. Ein Anschluß 64 des Schalters 62 ist offen, und ein Anschluß 66 des Schalters 62 ist mit einem Präzisions widerstand 68 verbunden, an den eine geregelte Spannung gelegt wird. Ein D/A-Wandler 29, der zur Lieferung der gewünschten Eingangsspannung (z. B. hoch oder niedrig) an einen Eingangsstift verwendet wird, ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 27 ver bunden. Die Ausgänge des Operationsverstärkers 27 und des D/A-Wandlers 29 führen zum nicht-invertierenden bzw. in vertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 74.As shown in FIG. 2, the current measuring circuit 24 includes a capacitor 25 and a switch 72 which are connected in parallel to one another between the output of an operational amplifier 27 and the inverting input of this amplifier. In series with switch 72 is a resistor 73 . The connected to an input pin of the device under test 20 contact 22 is connected via a line 60 to a terminal 61 of a switching device 62 , which is shown schematically in FIG. 2 as a three-way switch. A terminal 63 of the switch 62 is connected to the inverting input of the operational amplifier 27 . A terminal 64 of the switch 62 is open, and a terminal 66 of the switch 62 is connected to a precision resistor 68 to which a regulated voltage is applied. A D / A converter 29 , which is used to supply the desired input voltage (e.g. high or low) to an input pin, is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 27 . The outputs of the operational amplifier 27 and the D / A converter 29 lead to the non-inverting or inverting input of a differential amplifier 74 .
Im folgenden sei die Arbeitsweise der Prüfvorrichtung beschrieben.The following is the operation of the test device described.
Während eines Prozesses zur Eichung des Systems werden die Strommeßschaltungen 24 geeicht, indem für jede dieser Schaltungen Verstärkungs- und Offset-Korrekturspannungen errechnet werden, die durch gespeicherte Digitalzahlen in den Speichern 32 und 34 dargestellt werden. Die Offset- und Verstärkungs-Korrekturspannungen werden wie nachste hend bestimmt. During a system calibration process, the current measurement circuits 24 are calibrated by calculating gain and offset correction voltages for each of these circuits, which are represented by stored digital numbers in memories 32 and 34 . The offset and gain correction voltages are determined as follows.
Für jede Strommeßschaltung 24 wird der Schalter 62 auf den Anschluß 64 gestellt, so daß kein Strom von der Leitung 60 zur Meßschaltung geliefert wird. Der D/A-Wandler 29 wird auf die gewünschte Eingangsspannung eingestellt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird dann die Ausgangsgröße des Differenzverstärkers 74 (eine Spannung, die propor tional zum Integral des den Kondensator 25 ladenden Stroms ist) gemessen, indem diese Größe durch die Abfrage- und Halteschaltung 47 abgefragt und im A/D-Wandler 84 in eine Digitalzahl umgewandelt wird, wie es weiter unten noch aus führlicher beschrieben wird. Diese Digitalzahl, welche die Spannung der Strommeßschaltung nach ihrer Abtrennung vom zugehörigen Eingangsstift anzeigt (eine Situation entspre chend einem Leckstrom von 0), ist der "Offset", der im Offsetspeicher 34 an einer der betreffende Strommeßschal tungen zugeordneten Adresse gespeichert wird.For each current measuring circuit 24 , the switch 62 is placed on the connection 64 , so that no current is supplied from the line 60 to the measuring circuit. The D / A converter 29 is set to the desired input voltage. At a certain point in time, the output variable of the differential amplifier 74 (a voltage that is proportional to the integral of the current charging the capacitor 25 ) is then measured by this variable being queried by the query and hold circuit 47 and in the A / D converter 84 in a digital number is converted, as will be described in more detail below. This digital number, which indicates the voltage of the current measuring circuit after it has been disconnected from the associated input pin (a situation corresponding to a leakage current of 0), is the "offset" which is stored in the offset memory 34 at an address assigned to the current measuring circuit concerned.
Nach Messung der Offsetspannung wird der Schalter 62 auf den Anschluß 66 umgeschaltet, um den Präzisionswider stand 68 mit dem Operationsverstärker 27 zu verbinden. An den Präzisionswiderstand 68 wird eine Spannung gelegt, so daß ein bekannter Eingangsstrom zum Kondensator 25 und zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 27 fließt. Die Ausgangsgröße des D/A-Wandlers 29 wird im Differenzverstärker 74 von der Ausgangsgröße des Opera tionsverstärkers 27 subtrahiert. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 74 (eine Spannung, die sich rampen- oder sägezahnförmig mit einer Geschwindigkeit ändert, die in direkter Beziehung zum Strom steht) wird in der Summier schaltung 28 mit der vom D/A-Wandler 31 gelieferten Off set-Korrekturspannung addiert, und die kombinierte Span nung wird zu einem bestimmten Zeitpunkt abgefragt. Die Verstärkung des Operationsverstärkers wird durch Vergleich des gemessenen Wertes mit dem bekannten Eingangsstrom fest gestellt, und für jede Strommeßschaltung 24 wird ein Ver stärkungs-Korrekturwert im Verstärkungsspeicher 32 ge speichert. After measuring the offset voltage, the switch 62 is switched to the terminal 66 in order to connect the precision resistor 68 to the operational amplifier 27 . A voltage is applied to the precision resistor 68 so that a known input current flows to the capacitor 25 and to the inverting input of the operational amplifier 27 . The output variable of the D / A converter 29 is subtracted from the output variable of the operational amplifier 27 in the differential amplifier 74 . The output signal of the differential amplifier 74 (a voltage which changes in the shape of a ramp or sawtooth at a speed which is directly related to the current) is added in the summing circuit 28 with the offset correction voltage supplied by the D / A converter 31 , and the combined voltage is queried at a certain time. The gain of the operational amplifier is determined by comparing the measured value with the known input current, and a gain correction value is stored in the gain memory 32 for each current measuring circuit 24 .
Bevor die eigentlichen Leckstromprüfungen durchgeführt werden, werden der Grenzwertespeicher 36 und der Masken speicher 38 über die Datenschiene 54 geladen. Im einzelnen werden in den Grenzwertespeicher 36 die oberen und unteren Grenzwerte für jeden Eingangsstift des Prüflings 20 ein gegeben (z. B. die vom Hersteller angegebenen Werte), und in den Maskenspeicher 38 wird das Muster der Stifte des Prüflings 20 eingespeichert, so daß bei der Leckstrom prüfung unbenutzte Exemplare der Strommeßschaltungen 24 keine Fehleranzeigen liefern.Before the actual leakage current tests are carried out, the limit value memory 36 and the mask memory 38 are loaded via the data rail 54 . In detail, in the limit values memory 36, the upper and lower limits for each input pin of the device under test (eg. The values specified by the manufacturer) 20 are optionally, and in the mask memory 38, the pattern of the pins of the DUT 20 is stored, so that when the leakage current test unused copies of the current measuring circuits 24 provide no error messages.
Nachdem die Speicher 36 und 38 geladen sind und der D/A- Wandler 29 eingestellt ist, zählt der Zähler 46 von 1 bis 256, um entsprechende Zählwerte auf die Adressenschiene 43 zu geben, wodurch der 1 : 256-Demultiplexer 44 veranlaßt wird, nacheinander einzelne Strommeßschaltungen 24 durch Öffnen ihrer Schalter 72 zu aktivieren, so daß der be treffende Kondensator 25 aufgeladen wird und der zugehöri ge Differenzverstärker 74 eine Spannung (V) abgibt, die sich rampenförmig mit einer Geschwindigkeit ändert, wel che in direkter Beziehung zum Leckstrom (I) aus dem be treffenden Stift steht, gemäß der Formel V = I/C · Zeit.After the memories 36 and 38 are loaded and the D / A converter 29 is set, the counter 46 counts from 1 to 256 to give corresponding counts to the address bar 43 , causing the 1: 256 demultiplexer 44 to operate in sequence single current sensing circuitry to activate 24 by opening its switch 72, so that the be apt capacitor 25 is charged and the zugehöri ge differential amplifier 74 outputs a voltage (V) which changes in ramp form with a speed wel che directly related to the leakage current (I ) from the pen in question, according to the formula V = I / C · time.
Den Strommeßschaltungen 24 wird im allgemeinen erlaubt, ihre rampenförmige Spannungsänderung (Sägezahn) am Aus gang über jeweils eine Dauer zu vollführen, die im Falle einer Netzfrequenz von 60 Hz gleich 1/60 oder 1/6 Sekunde und im Falle einer Netzfrequenz von 50 Hz 1/50 oder 1/5 Sekunde beträgt (oder irgendein anderes ganzzahliges Viel faches der Periode der vorherrschenden Wechselfrequenz des Stromversorgungsnetzes im Hintergrund), abhängig vom Betrag des Stroms und von der gewünschten Genauigkeit. Die Zeiten für die Dauer der Sägezähne werden so einge stellt, daß sie gleich ganzzahligen Vielfachen der Netz frequenzperiode sind, so daß irgendwelche Rausch- oder Störerscheinungen, die durch elektromagnetische Felder aus den Stromversorgungseinrichtungen verursacht werden, auf den Wert Null ausintegriert werden. Die Wahl der Säge zahndauer beeinflußt sowohl die Auflösung als auch den Meßbereich. Bei einer Sägezahndauer von 1/6 Sekunde bei spielsweise ist der Bereich ± 200 Nanoampère und die Auf lösung (bei Verwendung von 12 Bits) ist 100 Picoampère; bei einer Sägezahndauer von 1/60 Sekunde ist der Bereich ± 2 Mikroampère, und die Auflösung ist 1 Nanoampère. Der Nachteil des Verlustes an Auflösung bei kürzeren Säge zahnzeiten wird jedoch in gewissem Maß durch die Tatsache aufgehoben, daß die möglicherweise gemessenen größeren Ströme weniger empfindlich gegen Ströme sind, die durch elektromagnetisches Hintergrundrauschen induziert werden. Außerdem beginnen die Störströme unwesentlich zu werden, wenn es notwendig ist, zur Messung von Strömen, die größer als 2 Mikroampère sind, die Sägezahnzeit auf weniger als 1/60 bzw. 1/50 Sekunde zu verkürzen (es lassen sich näm lich auch Sägezahnzeiten von 1/600 bzw. 1/500 Sekunde be nutzen). Um höhere Ströme zu messen, bleibt der Schalter 72 geschlossen, und die Ausgangsspannung des Differenz verstärkers 74 (die proportional dem Leckstrom mal dem Widerstandswert des Widerstandes 73 ist) wird einfach ohne Integration abgefragt (nach Korrektur).The current sensing circuitry 24 is generally permitted its ramp-shaped voltage change (sawtooth) at from gear to perform a duration on each, which in the case of a mains frequency of 60 Hz equal to 1/60, or 1/6 second, and in the case of a mains frequency of 50 Hz 1 / 50 or 1/5 seconds is (or some other integer multiple of the period of the prevailing exchange frequency of the power supply network in the background), depending on the magnitude of the current and of the desired accuracy. The times for the duration of the saw teeth are set so that they are integer multiples of the network frequency period, so that any noise or disturbances caused by electromagnetic fields from the power supply devices are integrated to zero. The choice of saw duration affects both the resolution and the measuring range. In a Sägezahndauer of 1/6 second at play, the range is ± 200 nanoamperes and on solution (using 12 bits) is 100 picoamperes; at a Sägezahndauer of 1 / 60th second, the range is ± 2 microamperes and the resolution is 1 nanoamperes. However, the disadvantage of loss of resolution with shorter saw tooth times is somewhat offset by the fact that the larger currents that may be measured are less sensitive to currents induced by background electromagnetic noise. Moreover, the parasitic currents begin to be insignificant if it is necessary for measuring currents which are greater than 2 microamperes to reduce the ramp time to less than 1 / 60th or 1 / 50th second, it (can be NaEM Lich also Sägezahnzeiten of 1/600 and 1/500 seconds be use). In order to measure higher currents, the switch 72 remains closed and the output voltage of the differential amplifier 74 (which is proportional to the leakage current times the resistance value of the resistor 73 ) is simply queried without integration (after correction).
Die Lieferung der digitalen Ausgangswerte 1 bis 256 vom Zustandszähler 46 über die Adressenschiene 43 zum Demul tiplexer 44 zur Auslösung der Sägezähne (Rampenfunktionen) an den Ausgängen der Meßschaltungen 24 wird über die Säg zahndauer ausgedehnt. Sobald die 256te Meßschaltung 24 ausgelöst worden ist, zählt der Zähler 46 aufs neue von 1 bis 256, wobei jedoch diesmal die Ausgangswerte über Schienen 47 und 45 geleitet werden, um den Ausgang einer jeden Strommeßschaltung 24 über den Multiplexer 26 zu leiten und zugeordnete Speicherplätze in den Speichern 32 bis 42 zu adressieren. Da der Zustandszähler durch einen programmierbaren Frequenzgeber 50 getaktet wird, kann die Zählgeschwindigkeit und damit die Sägezahnperiode einfach dadurch geändert werden, daß man die Frequenz des Aus gangssignals des Frequenzgebers 50 ändert. Auf diese Wei se wird jede Strommeßschaltung 24, eine nach der anderen mit dem A/D-Wandler 48 verbunden, und die Ausgänge aller Strommeßschaltungen 24 werden somit nacheinander gemessen. Da der 256 : 1-Multiplexer 26 und die Speicher 32 bis 42 gleichzeitig durch den Zustandszähler 46 adressiert wer den, sind alle Signalkorrekturen und Datenübertragungen synchronisiert. Da die "Adresse" einer jeden Strommeß schaltung 24 auf den Adressenschienen 47 und 45 erscheint, wird der Reihe nach für alle Schaltungen das analoge Aus gangssignal der betreffenden Schaltung 24 durch den 256 : 1- Multiplexer 26 geleitet, die zugeordneten Korrekturfakto ren werden aus den Verstärkungs- und Offset-Verstärkern 32 und 34 ausgelesen, die zugeordneten Grenzwert- und Maskeninformationen werden aus dem Grenzwertespeicher 36 und dem Maskenspeicher 38 ausgelesen, die Gut/Schlecht- Information und die gemessenen Ströme werden an zugeordne ten Adressen im Gut/Schlecht-Speicher 40 und im Ergebnis speicher 42 eingeschrieben. Das analoge Ausgangssignal des 256 : 1-Multiplexers 26 wird auf die Verstärkungs-Korrektur schaltung 30 gegeben, welche die Information aus dem Ver stärkungsspeicher 32 benutzt, um eine Spannung zu erzeu gen, die bei Addition mit der von der Strommeßschaltung gelieferten Spannung die vom Operationsverstärker 27 ein geführte Verstärkung korrigiert. Diese Verstärkungs-Korrek turspannung wird mit der Offset-Korrekturspannung (die auf der im Offsetspeicher 34 gespeicherten Zahl basiert und vom D/A-Wandler 31 geliefert wird) und mit dem vom Multiplexer 26 kommenden analogen Ausgangsgröße der Sum mierschaltung 28 summiert. Die Ausgangsgröße der Sum mierschaltung 28 ist eine korrigierte Spannung entsprechend dem Leckstrom von dem mit dem Kontakt 22 verbundenen Ein gangsstift. Die von der Summierschaltung 28 abgegebene korrigierte Spannung nimmt ihren sägezahnförmigen Verlauf und wird genau am Ende der Sägezahnperiode durch die Ab frage- und Halteschaltung 47 abgefragt, letztere liefert dann eine konstante Ausgangsspannung über eine genügend lange Zeit zur Digitalisierung im A/D-Wandler 48. Die Abfrage- und Halteschaltung 47 und der A/D-Wandler 48 werden beide zur passenden Zeit durch Zeitsteuersignale vom Zustandszähler 46 aktiviert. Das digitale Leckstrom signal vom A/D-Wandler 48 wird sowohl im Ergebnisspeicher 42 gespeichert (um den tatsächlichen Leckstromwert zu liefern) als auch in der Vergleichslogik 52 mit dem oberen und dem unteren Grenzwert für den betreffenden Stift ver glichen. Die Ergebnisse dieses Vergleichs werden im Gut/ Schlecht-Speicher 40 gespeichert (gut = Prüfung bestanden, schlecht = Prüfung nicht bestanden) und setzen das Prüf ling-Zurückweiseflipflop 51, wenn ein Fehler angezeigt wird. Somit braucht nur der Ausgangszustand des Flipflops 51 überprüft zu werden, um zu sehen, ob der Prüfling 20 den Vorgaben genügt, die übliche Situation.The delivery of the digital output values 1 to 256 from the status counter 46 via the address rail 43 to the demul tiplexer 44 for triggering the saw teeth (ramp functions) at the outputs of the measuring circuits 24 is extended over the saw tooth duration. As soon as the 256th measuring circuit 24 has been triggered, the counter 46 counts again from 1 to 256, but this time the output values are routed via rails 47 and 45 in order to pass the output of each current measuring circuit 24 via the multiplexer 26 and assigned memory locations in to address the memories 32 to 42 . Since the state counter is clocked by a programmable frequency generator 50, the counting speed and thus the sawtooth can be easily changed by reacting transition signal of the frequency generator 50 changes the frequency of the corner. In this way, each current measuring circuit 24 is connected one by one to the A / D converter 48 , and the outputs of all the current measuring circuits 24 are thus measured successively. Since the 256: 1 multiplexer 26 and the memories 32 to 42 are simultaneously addressed by the status counter 46 , all signal corrections and data transfers are synchronized. Since the "address" of each current measurement circuit 24 appears on the address rails 47 and 45 , the sequence for all circuits, the analog output signal from the circuit 24 in question is passed through the 256: 1 multiplexer 26 , the associated correction factors are from the Gain and offset amplifiers 32 and 34 are read out, the associated limit value and mask information are read out from the limit value memory 36 and the mask memory 38 , the good / bad information and the measured currents are assigned to addresses in the good / bad memory 40 and registered in the result memory 42 . The analog output signal of the 256: 1 multiplexer 26 is given to the gain correction circuit 30 , which uses the information from the gain memory 32 to generate a voltage which, when added to the voltage supplied by the current measuring circuit, is from the operational amplifier 27 a guided reinforcement corrected. This gain correction voltage is summed with the offset correction voltage (which is based on the number stored in the offset memory 34 and supplied by the D / A converter 31 ) and with the analog output from the multiplexer 26 of the summing circuit 28 . The output quantity of the summation circuit 28 is a corrected voltage corresponding to the leakage current from the input pin connected to the contact 22 . The corrected voltage output by the summing circuit 28 takes its sawtooth-shaped course and is queried exactly at the end of the sawtooth period by the query and hold circuit 47 , the latter then providing a constant output voltage over a sufficiently long time for digitization in the A / D converter 48 . The query and hold circuit 47 and the A / D converter 48 are both activated at the appropriate time by timing signals from the state counter 46 . The digital leakage current signal from the A / D converter 48 is both stored in the result memory 42 (to provide the actual leakage current value) and compared in the comparison logic 52 with the upper and lower limit values for the pen in question. The results of this comparison are stored in the good / bad memory 40 (good = test passed, bad = test failed) and set the test rejection flip-flop 51 if an error is indicated. Thus, only the initial state of the flip-flop 51 needs to be checked to see whether the device under test 20 meets the requirements, the usual situation.
Wenn gewünscht wird, den Leckstrom bei verschiedenen Ein gangsspannungen zu prüfen, werden die D/A-Wandler 29 ent sprechend neu eingestellt, und das Verfahren wird wieder holt.If it is desired to check the leakage current at different input voltages, the D / A converters 29 are readjusted accordingly, and the process is repeated.
Da alle Eingangsstifte gleichzeitig mit ihren zugeordne ten Strommeßschaltungen verbunden sind und alle Strommeß schaltungen gleichzeitig ihren Sägezahn vollführen, ist die Prüfung viel schneller als wenn jeder Prüfling ge sondert anzuschließen ist (und Gelegenheit zur Beruhigung haben muß) und die Ströme nacheinander gemessen werden. Die Verwendung des Multiplexers zum Anschließen der ver schiedenen Strommeßschaltungen der Reihe nach erlaubt die Verwendung eines einzelnen A/D-Wandlers, einer einzi gen Abfrage- und Halteschaltung, einer einzigen zugeord neten Schaltungsanordnung für die Korrektur und einer einzigen Vergleichsschaltung für alle Eingangsstifte. Da die gemessenen Leckströme gespeichert werden, ist es nicht erforderlich, fehlerbehaftete Stifte anschließend neu zu prüfen, z. B. unter Verwendung verschiedener Ver gleichsgrenzwerte, um den Betrag eines Leckstroms fest zustellen. Durch Verwendung individueller D/A-Wandler 29 kann jede Strommeßschaltung 24 ihren zugeordneten Kontakt 22 mit einer anderen Eingangsspannung ansteuern, wodurch es z. B. möglich ist, abwechselnde Stifte mit hohen und niedrigen Eingangssignalen zu beaufschlagen.Since all input pins are connected to their assigned current measuring circuits at the same time and all current measuring circuits simultaneously carry out their sawtooth, the test is much faster than if each test object has to be connected separately (and must have the opportunity to calm down) and the currents are measured one after the other. The use of the multiplexer for connecting the various current measuring circuits in sequence allows the use of a single A / D converter, a single interrogation and hold circuit, a single circuit arrangement for the correction and a single comparison circuit for all input pins. Since the measured leakage currents are saved, it is not necessary to recheck faulty pins, e.g. B. using different comparative limit values to determine the amount of leakage current. By using individual D / A converters 29 , each current measuring circuit 24 can control its associated contact 22 with a different input voltage. B. it is possible to apply alternating pins with high and low input signals.
Neben der beschriebenen Ausführungsform sind auch andere Ausgestaltungen innerhalb des Bereichs der Patentansprüche möglich. So kann z. B. jede Strommeßschaltung 24 durch eine kleine Anzahl von Eingangsstiften, die selektiv an zuschließen wären, gemeinsam belegt werden.In addition to the described embodiment, other configurations are also possible within the scope of the patent claims. So z. B. each current measuring circuit 24 by a small number of input pins, which would be selectively to be connected together.
Claims (18)
eine Anschlußeinrichtung mit einer Vielzahl von Kon takten (22) zur Herstellung elektrischer Verbindungen mit einzelnen Eingangsstiften;
eine Vielzahl von Strommeßschaltungen (24), deren jede mit einem zugeordneten Kontakt (22) der Anschluß einrichtung verbunden ist, um Leckströme zu fühlen und stromanzeigende analoge Ausgangssignale zu liefern;
einen Multiplexer (26), der zum Empfang der analogen Ausgangssignale angeschlossen ist und als Multiplexer- Ausgangssignal selektiv jeweils eines der analogen Ausgangssignale liefert;
einen Analog/Digital-Wandler (48), der zum Empfang des Multiplexer-Ausgangssignals angeschlossen ist und ein leckstromanzeigendes digitales Ausgangssignal lie fert. 1. Device for testing leakage currents at input pins of an electronic device under test, characterized by
a connector with a plurality of contacts ( 22 ) for making electrical connections to individual input pins;
a plurality of current measuring circuits ( 24 ), each of which is connected to an associated contact ( 22 ) of the connection means to sense leakage currents and to provide current indicating analog output signals;
a multiplexer ( 26 ) connected to receive the analog output signals and selectively providing one of the analog output signals as a multiplexer output signal;
an analog / digital converter ( 48 ) which is connected to receive the multiplexer output signal and delivers a leakage-indicating digital output signal.
einen Grenzwertspeicher (36), der für jeden Stift ei nen Grenzwert speichert und selektiv adressierbar ist, um für jeweils denjenigen Stift, der dem jeweils ge lieferten einen analogen Ausgangssignal zugeordnet ist, einen Grenzwert bereitzustellen;
eine Vergleichsschaltung (52), die zum Empfang des Grenzwertes angeschlossen ist und diesen Grenzwert mit dem Multiplexer-Ausgangssignal vergleicht.2. Device according to claim 1, characterized by:
a limit value memory ( 36 ) which stores a limit value for each pin and is selectively addressable in order to provide a limit value for each pin which is assigned an analog output signal which is respectively supplied;
a comparison circuit ( 52 ) which is connected to receive the limit value and compares this limit value with the multiplexer output signal.
eine Vielzahl von Digital/Analog-Wandlern (29), die mit jeweils zugeordneten Kontakten (22) der Anschluß einrichtung verbunden sind, um selektiv gewünschte Ein ganggsignale an die Eingangsstifte zu legen.3. Device according to claim 1 or 2, characterized by:
a plurality of digital / analog converters ( 29 ), which are connected to respectively assigned contacts ( 22 ) of the connection device in order to selectively input signals to the input pins.
einen Korrekturspeicher (32, 34), der für jeden Ein gangsstift einen Korrekturwert speichert und selektiv adressierbar ist, um für jeweils diejenige Strommeß schaltung (24), die dem jeweils selektiv gelieferten analogen Ausgangssignal zugeordnet ist, einen jeweili gen Korrekturwert bereitzustellen;
eine Einrichtung (28, 30, 31) zum Korrigieren des Mul tiplexer-Ausgangssignals auf der Grundlage des Korrek turwertes.4. The device according to claim 1, 2 or 3, characterized by:
a correction memory ( 32, 34 ) which stores a correction value for each input pin and is selectively addressable in order to provide a respective correction value for each current measuring circuit ( 24 ) which is associated with the respectively selectively supplied analog output signal;
means ( 28, 30, 31 ) for correcting the multiplexer output signal based on the correction value.
einen Gut/Schlecht-Speicher (40) zur Speicherung einer Information darüber, ob die Prüfung bestanden ist ("gut") oder ob die Prüfung nicht bestanden ist ("schlecht");
einen Maskenspeicher (38), der eine Maskeninformation über das Fehlen von Eingangsstiften an bestimmten Strom meßschaltungen (24) speichert und selektiv adressierbar ist, um die Maskeninformation (52) an die Vergleichs schaltung (52) zu liefern, damit die Abgabe von Fehler anzeigen für solche Kontakte (22) verhindert wird, die nicht mit Eingangsstiften verbunden sind.8. The device according to claim 2, characterized by:
a good / bad memory ( 40 ) for storing information as to whether the test passed ("good") or whether the test failed ("bad");
a mask memory ( 38 ) which stores mask information about the lack of input pins on certain current measuring circuits ( 24 ) and is selectively addressable to supply the mask information ( 52 ) to the comparison circuit ( 52 ) so that the display of errors indicate preventing such contacts ( 22 ) that are not connected to input pins.
eine Vielzahl von Digital/Analog-Wandlern (29), die mit einzelnen Kontakten (22) der Anschlußeinrichtung verbunden sind, um selektiv gewünschte Eingangssignale an die Eingangsstifte zu legen;
einen Korrekturspeicher (32, 34), der für jeden Ein gangsstift einen Korrekturwert speichert und selektiv adressierbar ist, um für jeweils diejenige Strommeß schaltung, die dem jeweils selektiv gelieferten analogen Ausgangssignal zugeordnet ist, einen Korrekturwert be reitzustellen;
eine Einrichtung (28) zum Korrigieren des Multiplexer- Ausgangssignals auf der Grundlage des Korrekturwertes.12. The device according to claim 2, characterized by:
a plurality of digital to analog converters ( 29 ) connected to individual contacts ( 22 ) of the connector for selectively applying desired input signals to the input pins;
a correction memory ( 32, 34 ) which stores a correction value for each input pin and is selectively addressable in order to provide a correction value for each current measuring circuit which is assigned to the respectively selectively supplied analog output signal;
means ( 28 ) for correcting the multiplexer output signal based on the correction value.
eine Einrichtung (47), die das Multiplexer-Ausgangs signal abfragt, wenn die Integration eine gewünschte Zeitspanne angedauert hat;
einen Zustandszähler (46), der zur Steuerung des Abfragebetriebs der Abfrageeinrichtung (47) ange schlossen ist;
einen programmierbaren Frequenzgeber (50), der zur Taktsteuerung des Zustandszählers (46) angeschlossen ist, um die Integrationsdauer als Funktion der Aus gangsfrequenz des Frequenzgebers zu steuern.18. The apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that each current measuring circuit ( 24 ) integrates every leakage current and that the following facilities are further provided
means ( 47 ) which polls the multiplexer output signal when the integration has lasted a desired length of time;
a status counter ( 46 ) which is connected to control the polling operation of the polling device ( 47 );
a programmable frequency generator ( 50 ) which is connected to the clock control of the status counter ( 46 ) in order to control the integration period as a function of the output frequency of the frequency generator.
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